On the Nonlinear Dependence of Underground Muon Rate on Atmospheric Temperature Observed at Daya Bay
Tsinghua University（清华大学）
针对大亚湾中微子实验发现地下缪子率与大气温度存在非线性依赖，本文通过推广级联方程的解，引入有效温度权重和温度系数，并用MCEq工具验证，解释了非线性效应并提供了更精确的温度系数计算框架。
2026-10-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration of atmospheric neutrino flux calculations using cosmic muon flux and charge ratio measurements
宇宙线在地球大气中相互作用产生的中微子通量的一般特征已得到很好的描述。然而，计算的绝对精度仍然是不够的，在非常向前的区域的强子相互作用的建模的不确定性仍然是一个主要的限制。在这项工作中，我们基准的当前一代强子模型使用高精度的大气μ子计算从几个GeV到多个TeV的能量提供的MCEq代码。我们推导出修正强子模型使用公开可用的测量大气μ介子的通量和电荷比从地面和地下探测器。在合并数据时，考虑了实验的不确定性。我们讨论的校准方法和强度的派生约束。
2019-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Muons in air showers at the Pierre Auger Observatory: Measurement of atmospheric production depth
皮埃尔·俄歇天文台的表面探测器阵列提供了关于广泛的空气簇射的μ子分量的纵向发展的信息。利用来自远离簇射核心的表面探测器的闪光模数转换器迹线的定时信息，可以重建μ子产生深度分布。我们的特点是善的天顶角约60度的重建。以及初级粒子的不同能量从这些分布中，我们定义X（mu）max为沿簇射轴的深度，其中μ子的产生达到最大值。我们探讨了X（mu）max作为一个有用的观测量来推断超高能宇宙射线的质量组成的潜力。同样，我们评估了它约束强子相互作用模型的能力。
2015-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Skymap for atmospheric muons at TeV energies measured in deep-sea neutrino telescope ANTARES
最近不同的实验提到已经观察到大尺度的宇宙线各向异性在TeV的能量，例如米拉格罗，西藏和超级神冈。对于这些能量，宇宙射线应该是接近各向同性的。任何对宇宙线各向异性的测量都可以提供一些关于宇宙线传播和起源的信息。虽然ANTARES中微子望远镜的主要目的是探测高能宇宙中微子，但探测器主要测量向下运动的μ子，这是宇宙射线在地球大气层中碰撞的衰变产物。本文介绍了ANTARES实验中第一年测量TeV能量下行大气μ介子的分析方法，当时最后12条谱线中有5条正在采集数据。
2009-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of the atmospheric muon flux with a 4 GeV threshold in the ANTARES neutrino telescope
本文提出了一种测量深海ANTARES中微子望远镜中μ子通量及其随深度变化的新方法。该方法是基于在探测器的相邻层的符合信号的观察。这产生了大约4 GeV的能量阈值。光背景的主要来源是40K的衰变和海水中的生物发光。用40K本底标定光电倍增管的效率。
2009-10-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Muons as a tool for background rejection in imaging atmospheric Cherenkov telescope arrays
在宇宙射线质子和原子核引发的空气簇射中存在μ介子，这是一个很好的工具，可以将这种簇射与伽马射线引发的簇射区分开来。然而，到目前为止，这种方法已被充分利用，只有地面粒子探测阵列。在这篇文章中，我们探讨了使用切伦科夫光从μ子作为背景抑制工具成像大气切伦科夫望远镜阵列在最高能量的可行性。我们采用的切伦科夫光从个别μ子的分析模型，允许快速模拟大量的阵雨在混合模式。这允许在计算时间方面以可接受的成本探索非常高的背景抑制功率状态。我们发现，对于非常大的望远镜（$\gtrsim$ 20米直径），有效的识别μ子将提供一个重大的改进，相对于标准的背景抑制技术在能量超过几十TeV。
2021-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of atmospheric muon angular distribution using a portable setup of liquid scintillator bars
鉴于全世界对寻找新物理学的稀有信号的兴趣，在不同地点和高度测量宇宙起源粒子变得越来越重要。在这项工作中，我们报告测量μ子天顶角分布和积分通量使用四个一米长的液体闪烁棒的便携式装置。通过光电倍增管和8通道数字化仪从两侧读取每个闪烁体条。我们利用闪烁体的能量沉积和出色的定时来构建二维轨道，从而构建带电粒子的角度。我们使用液体稀释器，因为它们具有脉冲形状鉴别（PSD）的额外优点，其可用于检测μ子诱导的粒子。利用能量沉积、事件时间窗和PSD切割等方法来消除随机背景和相关背景。此外，我们提出了三个轨道质量参数，用于获得一个干净的μ子谱。天顶角测量在$60^\circ$之前进行。通过我们改进的分析，我们证明了3个杆的设置也可以用于更快和更精确的测量。测量的垂直μ子通量为$66.70 \pm 0.36 \pm 1.50$ $/m^2/sr/s$和位于印度孟买的$\cos^n θ$中的$n=2.10 \pm 0.05 \pm 0.25 $（$19^{\circ}$ N，$72.9^{\circ}$ E），海平面处μ子动量高于$255$ MeV/ $c$。μ子通量受多种因素的影响，最重要的因素是纬度、高度和μ子的动量切割，因此像这样的便携式装置可以在各种位置进行此类测量。
2022-04-08 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Muons as a tool for background rejection in Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope arrays
在宇宙射线质子和原子核引发的空气簇射中，μ介子的存在被公认为是将这种簇射与伽马射线引发的簇射分开的有力工具。然而，到目前为止，这种方法已被充分利用，只有地面粒子探测阵列。我们探讨了使用切伦科夫光μ子作为背景抑制工具成像大气切伦科夫望远镜阵列在最高能量的可行性。我们采用的切伦科夫光从个别μ子的分析模型，允许快速模拟大量的阵雨在混合模式。这使我们能够以可接受的计算时间成本探索非常高的背景抑制功率范围。我们表明，非常大（$\gtrsim$ 20米镜直径）的望远镜，有效的识别μ子光可能会导致高达10 $^{-5}$的背景抑制水平，同时保持高效率的伽马射线。虽然在成像切伦科夫望远镜阵列的数据分析中有效利用μ子切伦科夫光仍然存在许多挑战，但我们的研究表明，对于至少包含一个大型望远镜的阵列，这是一个非常值得努力的工作。
2021-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Muon Identification with VERITAS using the Hough Transform
成像大气切伦科夫望远镜阵列，如VERITAS，用于地基甚高能伽马射线天文学。这是通过探测和分析由伽马射线引发的大气簇射产生的切伦科夫光来实现的。IACTs还探测单个μ子发出的切伦科夫光。识别这些μ子是有用的，因为它们的切伦科夫光可以用来校准望远镜。μ子在IACT的相机中产生特征环形图案，其可以使用参数化算法来识别。其中一种算法，霍夫变换，已成功地用于识别VERITAS数据中的μ子。这里介绍了这种技术的细节，包括有关其有效性的结果。
2013-07-31 astro-ph.IM
Signals of HE atmospheric muon decay in flight around the Sun's albedo versus astrophysical muon and tau neutrino traces in the Moon's shadow
FERMI卫星最近发现了GeV能量的宇宙射线的太阳辐射。它们是大气CR撞击太阳大气层并反射掠过的伽马光子的痕迹。即使与天体物理学有关，作为大气太阳宇宙线噪声的痕迹，它们也不能提供任何中微子天文学的信号。相反，没有大气层的月球可能很快就会成为一个新型的过滤量能器和高能μ子天文中微子（能量在TeV到100 TeV之间）的放大器;这些轻子轨道在飞向地球的过程中会在它们的β衰变中留下印记。它们的TeV电子空气簇射是主要信号之一。此外，一个更有活力，但更罕见的，PeV高达EeV的月球中微子事件可能会作为τ轻子从月球逃逸：PeV秒可能会以一种令人惊讶的丰富方式在月球阴影中照射地球大气层。在不久的将来，CTA或LHAASO TeVs伽马阵列探测器每年可能会在月球阴影内发生一次或几次伽马空气簇射事件，假设天体物理TeV高达100 TeV的中微子成分不可忽略（相对于我们地球上的大气成分）;这些信号将为中微子打开一个新的奇妙的Passepartout锁孔。月球的立体角很小，μ子或τ子的预期速率很罕见，但未来最大的τ射电阵列GRAND 1很可能会发现这样的中微子印记。
2017-11-01 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Electron muon identification by atmospheric shower and electron beam in a new concept of an EAS detector
我们目前的结果表明，时间分辨率和$μ$ /e分离能力与一个新的概念的EAS探测器能够测量大天顶距到达的宇宙射线。这种探测器被设计成一个大面积（几平方公里）的表面阵列的一部分，该阵列设计用于使用掠地技术测量超高能（10-200 PeV）$τ$中微子。一个标准，以确定电子-γ射线也示出和粒子识别能力进行了测试，符合在德国卡尔斯鲁厄的KASKADE-GRANDE实验的测量。
2015-01-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Understanding the Effect of Atmospheric Density on the Cosmic Ray Flux Variations at the Earth Surface
我们在这封信中报告的第一次在对流层和平流层的不同空气密度的地球表面的μ介子和中子通量的变化的数值模拟。模拟的中子和μ子通量的变化是非常好的协议，在奥卢和亚特兰大的μ子通量变化的测量中子通量的变化。结果表明，平流层空气密度变化对μ子通量变化的影响占主导地位，对流层空气密度变化对μ子通量变化的影响占主导地位。这些结果为利用全球宇宙线资料系统研究全球温度演化开辟了一条新的途径。
2013-03-28 astro-ph.IM physics.ao-ph
A mobile detector for measurements of the atmospheric muon flux in underground sites
μ子是空气中天然辐射剂量的重要组成部分（约为1000）。30 nSv/h），以及在地下场址，即使通量和相对贡献显著降低。在地下观测到的μ介子通量可以作为地下场地深度的估计值，单位为mwe（米水当量）。等效水深是设计物理实验方案的重要依据。布加勒斯特IFIN-HH开发了一个用于测量μ介子通量的移动探测器。由2个闪烁体板组成（约0.9 m2）的同时测量，探测器安装在货车上，这有助于在地面或地下的不同位置进行测量。探测器被用来确定在罗马尼亚不同地点的μ介子通量。特别是，从罗马尼亚Slanic Prahova盐矿的几个地点采集数据并评估了水表水当量值。在Slanic矿不同深度的2个不同坑道中进行了测量。为了检验该方法的稳定性，还进行了不同海拔高度地面μ子通量的测量。结果进行了比较，预测的蒙特卡罗模拟使用CORSIKA和MUSIC代码。
2011-04-12 astro-ph.IM
Characterization of the varying flux of atmospheric muons measured with the Large Volume Detector for 24 years
大体积探测器（LVD）位于大萨索国家实验室，由大气μ子以$\sim 0.1$ ~Hz的速率触发。近四分之一世纪以来收集的数据被用来研究地下μ子强度。5000万μ子系列是有史以来地下仪器使用时间最长的系列，可以对地下μ子强度进行精确的长期监测。这与Gran Sasso实验室的背景研究有关，该实验室拥有各种长时间，低背景探测器。我们描述的程序来选择μ子类事件以及用于计算曝光的方法。我们报告了1994年至2017年测量的平均μ子通量值：$\mathrm{I_μ^0 = 3.35 \pm 0.0005^{stat}\pm 0.03^{sys} \cdot 10^{-4} ~m^{-2} s^{-1}}$。我们表明，由于在平流层中的温度变化的强度调制在这个平均值。我们量化这样的相关性，通过使用欧洲中期天气预报中心的温度数据：我们发现一个有效的温度系数$\mathrm{α_{T}} = 0.94\pm0.01^{stat} \pm0.01^{sys}$，在同一深度与其他测量。我们仔细检查的μ子强度的时间序列的光谱内容的Lomb-Scargle分析的装置。这产生了1年周期的证据，以及其他更短和更长的指示，表明该系列不是一个纯粹的正弦波。因此，第一次，我们观察到的调制幅度和位置的最大值和最小值逐年的基础上。
2019-09-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Muon bundles from cosmic rays with ALICE
ALICE是一个通用实验，旨在研究欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的核-核碰撞，也被用来探测大气中宇宙射线相互作用产生的大气μ子。本文分析了2010 - 2013年ALICE探测到的大气μ子多重数分布，并与蒙特卡罗模拟进行了比较。特别强调的是高多重性事件的研究，即那些包含超过100个重建μ子。这种高多重性事件需要能量高于$10^{16}$ eV的初级宇宙射线。这些事件的频率可以成功地描述通过假设一个沉重的质量组成的初级宇宙射线在这个能量范围内，使用最新的相互作用模型来描述的发展的空气淋浴所产生的初级相互作用。
2017-10-31 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Muons in IceCube
IceCube探测器首次允许测量从几十GeV到PeV范围的大气μ子和中微子能谱。最高能量区域的轻子通量取决于“膝”周围的初级宇宙线成分和空气簇射中产生的大多数粲强子的瞬发衰变的贡献。它在这里表明，直接测量的大气μ介子光谱在该地区以上100 TeV是可行的，使用的数据已经可用。
2009-01-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstruction of Atmospheric Neutrinos in Antares
2008年5月，在地中海2.5公里深处完成了中微子望远镜;此后一直在进行数据采集。中微子天文学的先决条件是准确地重建中微子事件，以及对大气μ子和中微子背景的详细了解。已经开发了几种方法来应对海水环境中μ子重建的挑战，这些挑战由例如由于放射性和生物发光的背景引起。我将讨论使安纳托利亚能够自信地识别其第一个中微子事件的技术，以及最近对大气中微子测量的结果。
2009-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Exploiting the geomagnetic distortion of the inclined atmospheric showers
我们提出了一种新的方法来确定超高能宇宙射线的性质，利用地磁偏差的μ子在近水平簇射。μ子在地平面上的分布可以通过一个简单的参数化来描述，它提供了一些与$X^μ_\mathrm{max}$（最大μ子产生的深度）紧密相关的形状参数，而$X^μ_\mathrm{max}$是与通常的参数$X_\mathrm{max}$（簇射最大发展的深度）紧密相关的质量指标。我们表明，强子模型的预测，可以设置一些限制，特别是通过结合地磁畸变与标准测量的纵向剖面。我们讨论所需的精度，以获得显着的结果，我们提出了一个示意性的布局检测器。
2015-08-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Measurement of the atmospheric muon flux with the NEMO Phase-1 detector
NEMO协作组安装并操作了一个水下探测器，其中包括可能的水下km 3中微子望远镜的关键元件原型：一个四层塔（称为迷你塔）和一个接线盒。该探测器的开发是为了测试km 3探测器的一些主要系统，包括数据传输，功率分配，定时校准和声学定位系统，以及验证单个三维探测结构重建μ子轨道的能力。我们目前的分析结果与NEMO迷你塔收集的数据。光电倍增管（PMT）的位置是通过声学定位系统确定的。利用光电倍增管探测到的信号重建了大气μ子的径迹。测量了大气μ介子的角分布，并与蒙特卡罗模拟的结果进行了比较。
2010-03-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Atmospheric effects on cosmic-ray muon rate at high latitude (78.9°N)
Università e Politecnico di Bari（巴里大学与理工大学）；INFN, Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）；Università di Pisa（比萨大学）；INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；INFN, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche “E. Fermi”（E. 费米物理历史博物馆及研究与教育中心）；INFN, Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）；Università di Cagliari（卡利亚里大学）；INFN, Sezione di Cagliari（意大利国家核物理研究所卡利亚里分部）；European Organisation for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究组织（欧洲核子研究中心））
研究高纬度78.9°N处大气变化对宇宙射线μ子率的影响，通过温度校正和周期图分析揭示年度调制特征，并与其他低纬度站点数据对比。
2026-03-04 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.geo-ph
Background rejection using image residuals from large telescopes in imaging atmospheric Cherenkov telescope arrays
识别由μ子产生的切伦科夫光被认为是一种有希望的方法，以显着提高成像大气切伦科夫望远镜（IACT）阵列在高能量下的背景抑制能力。然而，μ子识别仍然是一项具有挑战性的任务，有效的算法仍在开发中。我们提出了一种方法，而不是识别切伦科夫光的μ子，我们只是考虑存在的切伦科夫光以外的主簇射图像的IACTs与大的镜子面积。我们证明了在H.E.S.S.五个望远镜的阵列，这种方法导致在所有能量超过1 TeV的背景抑制改善。特别地，在能量高于20 TeV时，抑制功率可以提高因子$\sim3-4$，同时保持原始伽马射线效率的$\sim90\%$。
2022-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Effect of pressure and temperature corrections on muon flux variability at ground level and underground
在贝尔格莱德物理研究所的低本底实验室，塑料闪烁器被用来连续监测次级宇宙射线的μ子分量通量。测量在地表和地下（25 m.w.e深度）进行。温度对次级宇宙射线μ子分量的影响是众所周知的，并且已经开发出几种校正它的方法并广泛使用。在这里，我们采用积分方法计算修正系数，并使用GFS（全球预报系统）模式获得大气温度廓线。大气修正减少了μ子通量的方差，并提高了对瞬态宇宙射线变化的灵敏度。讨论了修正对中子监测数据关联的影响。
2016-12-31 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
